基于EM38的玛纳斯县土壤剖面盐分的解译模型构建

大地电导率仪(EM38)是快速无损测定土壤盐分的有效方法。为建立新疆农田土壤EM38测试值与土壤盐分关系模型,以新疆玛纳斯县农田土壤为研究对象,利用EM38在野外实地测定土壤表观电导率,并挖掘土壤剖面进行分层采样,室内测定土壤盐分含量,据此构建基于EM38的土壤盐分解译模型。结果表明:(1)利用土壤实测盐分和EM38电导率数据,分别建立不同土壤深度下EM38垂直模式和水平模式以及两者联用的二元线性回归土壤盐分解译模型。(2)3种EM38盐分解译模型的R2随着土壤深度增加而增加,并且在土壤深度小于20 cm时,垂直模式的解译精度大于水平模式,深度大于20 cm后,解译精度则刚好与之相反。(3)二元线性回归模型的解译精度明显优于一元线性回归模型。本研究所构建的EM38土壤盐分解译模型,将为绿洲农田土壤盐分快速调查和动态监测提供可靠的反演参数和模型。

基于EM38的土壤剖面电导率预测研究

【目的】以海涂围垦区盐碱土为研究对象,利用EM38大地电导率仪在地表不同高度测量的土壤表征电导率预测土壤不同深度土层剖面的电导率。【方法】利用EM38电导率线性响应模型结合Tikhonov正则化能较好解决病态矩阵的线性反演问题。利用该方法来预测土壤剖面电导率,并对预测结果进行误差分析,最后通过偏差变化法增加噪声利用局部灵敏度分析法来评价模型的灵敏度。【结果】研究发现,土壤剖面平均电导率和地表不同高度平均表征电导率具有极显著相关性,能利用表征电导率较好的预测剖面平均盐分。线性模型不仅能较好的预测土壤剖面电导率的变化趋势,而且在数值上也能较好的预测电导率的大小,平均预测误差在40%左右。相对预测误差较大的土层,模型灵敏度越大,因此可通过提高EM38数据测量的稳定性来提高预测精度。【结论】利用EM38表征电导率采用线性模型结合Tikhonov正则化的方法能够较好的反演土壤剖面电导率,预测结果可以为样区土壤管理提供科学的决策依据。

基于光谱指数与EM38的土壤盐分空间变异性研究

针对目前半干旱区存在的土壤盐渍化问题,以典型半旱区封丘县为研究区,将遥感与磁感应电导率仪(EM38)技术相结合对典型半干旱区土壤盐分空间变异性进行了研究。结合田间采样对EM38测量数据进行解译,并对解译后的数据进行经典数据统计特征分析,建立了EM38解译后的土壤电导率与光谱指数(土壤指数、植被指数)之间的回归模型。利用该模型绘制了研究区土壤盐分的空间分布图。结果表明,受内在和外在因子的共同作用,研究区各土层含盐量均具有中等的变异强度。采用植被指数与土壤指数和EM38测量相结合的方法,较好地绘制了研究区土壤盐分的空间变化图。盐渍化土壤主要集中在研究区北部与南部,具有明显的趋势效应,并且在整个剖面盐分表现为表层最高,随着深度增加盐分先减小后增大的趋势。

EM38在黄河三角洲地区土壤盐渍化快速检测中的应用研究

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍障碍问题,以该地区典型地块为研究对象,电磁感应仪EM38检测与田间采样相结合,分析土壤电导率的剖面分布特征,建立磁感式表观电导率与土壤电导率间的回归模型,并对运用电磁感应仪EM38划分土壤盐渍剖面类型进行探讨。结果表明:研究区表层土壤盐分具有较强的表聚性与变异强度,剖面各土层电导率间存在着关联性;土壤电导率与磁感表观电导率EMh、EMv间呈极显著的相关关系和对数相关关系,EMh对浅层土壤电导率的解译精度较高,对深层土壤电导率、EMv的解译精度要高于EMh;利用电磁感应仪EM38可将研究区土壤盐渍剖面准确划分为表聚型、底聚型与均匀型三种类型,其中表聚型与底聚型是研究区最主要的盐渍剖面类型,进一步的统计分析证明了采用电磁感应仪EM38对土壤盐渍剖面的分类结果具有较高的精度与可信度。该结果对研究黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生机理、预测与评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要参考意义。

电磁感应仪EM38用于土壤盐渍剖面分类与评价研究

结合电磁感应仪EM38测量与田间采样,文章分析了黄河三角洲典型区域土壤电导率的剖面分布特征,建立了磁感式表观电导率与土壤电导率间的(多元)回归解译模型,探讨了不同分类方法对土壤盐渍剖面分类结果的准确性,并对典型盐渍剖面类型进行了评价。结果表明:研究区土壤盐分具有较强的表聚性与变异强度;土壤电导率与磁感表观电导率EMh、EMv间呈极显著的相关关系,EMh对浅层土壤电导率的解译精度较高,而EMv对深层土壤电导率的解译精度较高;EMv/EMh法和理论函数法对土壤盐渍剖面的分类结果均具有较高的精度,且理论函数法分类结果的准确性明显优于EMv/EMh法;研究区土壤盐渍剖面可划分为表聚型、底聚型与均匀型,在数量上以表聚型及底聚型为主,其中表聚型与均匀型属于积盐型剖面,底聚型属于脱盐型剖面。该结果对研究黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生、机理、预测与评估该地区土壤盐渍化的发生、发展具有重要意义。

基于EM38的封丘县土壤盐渍化调查研究

针对目前封丘县存在的土壤盐渍化问题,利用EM38磁感应电导仪在田间定位、定点测量,对其土壤盐渍化现状进行调查。运用经典统计学方法,研究了土壤盐分的变异特征。利用Kriging插值方法,绘制了0-30、30-60、60-909、0-120 cm各层土壤盐分空间分布图。结果表明,EM38所测样点的表观电导率测定值EMH（水平位）和EMV（垂直位）的相关系数均达到了90%以上,测定数据准确,其结果均具有较高的可信度。根据统计分析,对于0-30,30-60 cm土层的土壤电导率宜采用EM38水平测量模式（EMH）的表观电导率进行解译,而60-90,90-120 cm土层的土壤电导率宜采用EM38垂直测量模式（EMV）进行解译。从含盐量的平均值来看,各土层变化范围在0.498-0.543 g/kg,各层土壤盐分含量的变异系数分别为0.582、0.249、0.304与0.367,属于中等变异强度。研究区土壤盐渍化评价结果：盐渍化土壤主要集中在东南部,呈现明显的趋势效应,并且在整个剖面,盐分表层最高,随着深度增加呈先减小后增大的趋势。

基于EM38长江河口地区土壤盐渍化特征研究

运用电磁感应仪EM38,结合GIS技术和地统计方法对长江河口地区土壤含盐量的空间变异性进行研究。结果表明:EM38所测土壤表观电导率与土壤电导率(EC1∶5)的相关系数均达到1%显著水平,其中以EMh+EMv为自变量的多元回归方程的拟合效果最好。盐分含量统计特征表明,土壤盐分含量变幅较大,且随着深度的增加变化幅度逐渐减小,各层土壤盐分含量均值介于0.7136～0.8137g/kg之间,且随着深度的增加盐分含量均值逐渐增大,总体上盐分分布具有一定的底聚性;各土层含盐量均呈现中等变异强度,变异系数相差较大,在水平方向上含盐量的变异随深度的增加而逐步趋弱。盐分含量空间分布表明,各层土壤盐分含量由南向北、自东向西有逐渐降低的趋势,随着深度的增加土壤含盐量不断升高。盐化土面积百分比表明,该地区大部分为非盐化土,轻度盐化土和中度盐化土所占比例较小,但由于含盐母质和地下水矿化度两个主要因素的影响,土壤盐渍化的发生存在巨大的潜在性威胁。运用EM38测值解译所得土壤盐分含量真实地反映了研究区的土壤盐渍化状况,为该地区土壤盐渍化的改良及防范提供依据。

土壤电导率的快速测量(EM38)与数据的研究应用

土壤是构成生态系统的一个基本要素之一,是人类赖以生存的物质基础。对土壤环境监测分析至关重要,在土壤分析中含盐量是一个重要的综合指标。而土壤电导率是以数字形式表示土壤溶液的导电能力,反映了土壤的水盐状况。利用大地电导率仪在野外原位测定土壤电磁感应电导率,是一种快速简便测定土壤含盐量的新方法。介绍了EM38大地电导仪的原理及使用,并根据国内外研究进展,对EM38大地电导仪测得土壤电导率数据的研究应用进行了概括,并对其在未来研究中的应用进行了展望。

基于EM38的滨海盐土剖面电导率原位测定

建国以来，浙江省海涂围垦面积累计超20万hm^2，海涂围垦造地已成为浙江省耕地占补平衡的重要手段。可靠、高效地获取剖面土壤盐分及其空间分布特征是海涂围垦区盐渍化土壤利用评估与高效改良的科学依据，特别是满足未来精确农业发展对土壤各类理化参数的实时监测要求的野外土壤信息田间原位测量对传统的土壤剖面采样方法提出了挑战。

EM38电磁发生仪测定结果的影响因素分析

通过应用EM38电磁电导仪测量法调查了阿瓦提县丰收灌区土壤盐分含量,并将EM38读数与常规土壤含盐量测定方法所获得的结果进行比较,分析了对仪器电磁产生影响的因素。结果表明,用EM38测得的结果与土壤湿度、土壤质地、土壤温度、土壤盐分的高低、仪器距地面高度的不同都有显著的正相关性。并且对仪器所存在的问题及应用前景进行了探讨。

大地电导率仪EM38-MK2数据分析与应用拓展研究

采用EM38-MK2测量了0.75m位水平和垂直模式下的表观电导率,并分析其差异性。结果表明,垂直模式下平均△E比水平模式下大18mS/m,且二者线性相关。建立回归模型时,应结合具体数据选择多种模型拟合对比,以确定最优模型,建议0.75m层位数据取(EH0.75+EV0.75)/2。

EM38大地电导率测量仪在滨海盐土电导率测量中的应用及其优势

采用EM38大地电导率测量仪测量浙江省上虞市海涂围垦区一块面积为2 hm2的水稻田的表观电导率。测定结果与相同点位采样室内分析数据有很好的相关性,与传统方法相比优势明显。结合地统计克立格插值,分析比较该田块土壤电导率分布趋势图和水稻产量分布趋势图,结果表明,在电导率较高的田块东南片,其相应的水稻产量很低。因此,EM38测量结果可用于农田精确管理,并极大地提高土壤调查的效率。

EM38大地电导仪的应用研究

EM38大地电导仪能快速、便捷的进行土壤含盐量的测定,EM38仪器的电磁感应灵敏度随仪器距地高度的增加而减小。EM38的EMv、EMh与5～15cm、15～25cm土层含盐量的相关性要高于与0～5cm土层含盐量的相关性;以EM38仪器在距地表20cm时的EMh、距地表100cm以下的EMv,建立对耕层含盐量的测定模型,能较为准确地对耕层含盐量进行测定。为提高准确度,除含盐量以外,要确保其它各因素的相对一致性。

基于逐步回归模型和EM38电磁感应分析的干旱区人工水库区域土壤盐分测定——以新疆八户地水库为例

通过电磁感应仪EM38与传统采样测定方式,建立了磁感式表观电导率和土壤盐分之间的回归模型,运用该模型对新疆厅台县八户地水库大坝外侧的土壤盐分进行了预测,并利用Kriging插值方法,绘制了0～20、20～40、40～60、60～80cm各层土壤盐分的空间分布图.结果表明:0～20、20～40、40～60、60～80cm土壤盐分预测模型的复相关系数分别达到0.62、0.73、0.76、0.82,可以看出随着土壤深度的加深,拟合效果也越好;各层土壤含盐量在10g/kg以上的分布面积占调查区域的80%以上,属于盐土;土壤盐分在垂直方向上大致呈"反C"型分布,在20～60cm土层上有明显积聚;土壤盐分在空间上由南向北呈逐渐升高的趋势,在水库大坝附近和靠近水渠方向的土壤含盐量明显降低.

小波分析的原理及其在电磁感应仪EM38数据分析中的应用

利用小波变换对澳大利亚新南威尔士Mandamah地区所测得的EM38数据进行全局阈值消噪处理,通过分解与重构,从中提取有效信息,去除干扰,得到去噪后的数据。将去噪后的数据与地球化学Cu元素的异常特征、已知的铜矿化区域进行分析、对比,推测出该地区的铜矿化预测区。该方法能有效地去除噪声,又不会损失有用信息。实际资料处理结果表明:小波分析方法在EM38数据处理中可以起到独特的作用并获得良好的效果。

EM38探测复垦土壤厚度分布的可行性研究

该文采用EM38电磁感应电导率仪测量辽宁省阜新市海州露天矿场复垦区一块面积为5000m2的覆土层的表观电导率,试探性研究表观电导率(ECa)与矿区排土场覆土厚度(TSLT)的相关性。测定结果证实ECa与相同点位剖面挖掘所得的深度数据有很好的负相关性,而两层土壤的电导率差值与上层土壤深度之间存在一定的正相关性。结合地统计克里格插值,得到了该复垦区覆土深度分布的预测趋势图。研究结论指出,基于EM38测量的表观电导率预测矿区复垦区覆土层厚度具有良好的可行性,为废弃矿区复垦质量的客观评估,提供了一种实用、简捷的工程检测手段。

EM38在土壤盐渍化快速检测中的应用研究

以渭干河-库车河绿洲地区典型样区为研究对象,电磁感应仪EM38检测与田间采样相结合,针对其存在的土壤盐渍障碍问题,分析土壤电导率的剖面分布特征,建立磁感应表现电导率与土壤电导率之间的回归模型,并对运用电磁感应仪EM38划分土壤盐渍剖面类型进行探讨。结果表明:研究区表层土壤盐分具有较强的表聚性与变异强度,土壤电导率与磁感表观电导率呈极显著的相关关系,EMh对浅层土壤电导率的解译精度较高,而EMv对深层土壤电导率的解译精度要高于EMh。利用电磁感应仪EM38对研究区进行土壤盐渍剖面类型划分,表聚型与底聚型是研究区最主要的盐渍剖面类型。该结果对研究土壤盐渍化的发生机制、预测与评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要参考意义。

基于EM38和WorldView-2影像的土壤盐渍化建模研究

在干旱半干旱地区,土壤盐渍化是常见的土地退化问题之一。本研究选取于田县克里雅河上游边缘典型盐渍化区域作为研究靶区,通过EM38大地电导率仪实测土壤表观电导率,提取不同系数下的土壤调节植被指数(SAVI),分析了 SAVI指数与土壤电导率间的相关性,并利用同时期WorldView-2影像的敏感波段建立了基于高分辨率影像数据的土壤盐渍化偏最小二乘回归(PLSR)模型并进行了精度验证。结果表明:①从遥感影像提取SAVI指数时,在系数(Z)调节范围内选取固定系数值,系数值(间隔为0.1)从0.1变化到1.0的过程中,相应提取的SAVI指数与土壤电导率的相关性明显提升,相关性系数(r)从0.30提高到0.50,并通过显著性检验(P<0.01).②选取的SAV1.0、B6、B7、B8四种变量中,以SAVI1.0+B6+B8为变量组合所建立的PLSR模型为最优,该模型较其他变量组合建模的决定系数(R^2p)提高了 0.11,因此,在研究区该模型具有更好的预测能力,模型精度为RMSEc=0.77 dS/m、Rc^2=0.68.RMSEp=0.79dS/m、RP^2=0.66, RPD=2.2。

基于EM38电导率仪土壤水分探测研究

通过在内蒙古农牧交错带退耕地开展EM38电导率仪监测实验,结合土壤水分观测系统及土壤样品分析,探测土壤水分。结果表明:土壤水分与土壤表观电导率(ECa)具有显著相关性(r=0.822**,P<0.01),两者的变化趋势一致;同时,验证了表观电导率的深度响应函数,指出土壤水分可近似替代土壤电导率对土壤表观电导率的贡献,即土壤水分是决定土壤表观电导率变化的主要因素。建立土壤水分与土壤表观电导率间的线性回归模型并进行模型验证,模型预测结果较可靠(R2=0.65)。EM38电导率仪探测退耕地土壤水分具有可行性,探测结果可为揭示农牧交错带土壤水文过程及土壤—植被系统演化过程提供方法与数据支持,并为该地区土壤管理提供科学的决策依据。

基于EM38的滨海棉田土壤表观电导率空间变异与利用研究

土壤盐渍化和次生盐碱化是制约黄河三角洲农业可持续发展的关键障碍因子,了解和评估耕地土壤盐分的时空动态是对其进行科学利用和改良的前提。本文以黄河三角洲滨海盐碱地棉田为研究对象,在降水集中月份前后用EM38-MK2大地电导率仪测量了棉花两个关键生育期土壤根系层0~0.375 m和0~0.75 m剖面的土壤表观电导率,深入分析了棉花根区土壤表观电导率在空间上的分布特征与影响因素。结果表明:1)在降雨前后,黄河三角洲滨海土壤盐分空间变异较大,达到或超过中等变异水平;2)通过对大地电导率进行校正,排除影响其读数的干扰因素影响,大地电导率能快速表征0~0.375 m/0~0.75 m两个关键层次土壤盐分状态,可有效用于滨海棉田的土壤盐渍化的监测和评估;3)结合黄河三角洲地区地形地貌特征、降水蒸发、作物综合长势等因素的区域调查,作者认为在区域尺度上,优化土地利用格局,加强农田基本水利建设;在田间尺度上,加强土地平整和灌排配套等措施是治理和改良滨海盐碱土的基础。